一种MBD模型信息同步变更方法与流程

本发明提供一种mbd模型信息同步变更方法，它涉及一种mbd模型中几何信息与技术信息同步变更方法，属于特别适用于特定功能的数据处理方法领域中计算机辅助设计的研究技术领域。

背景技术：

在产品设计过程中，设计人员需要不断考虑、权衡产品设计需求、功能、结构、仿真结果等因素，并在此基础上对产品进行设计更改，因此产品设计是一个反复迭代、不断更改的过程。当前，产品设计已经从二维图纸为核心的模式转变为三维模型为主，二维图纸为辅的设计模式，并逐步向全三维设计转变。基于模型的定义即mbd(modebaseddefinition，mbd)是波音公司提出的一种技术，其核心理念是将传统工程图纸中的产品技术信息表达在三维模型中，形成完整的mbd数据集作为产品全生命周期的单一数据源，mbd技术的出现为产品设计制造的全三维化提供了可能，已经广泛应用于航空、航天等复杂装备领域中。

在以mbd模型为核心的研制模式下，产品设计变更存在模型信息无法同步变更的问题，设计人员在更改某一产品信息时(包括几何信息与技术信息)，还需要重新审视其他技术信息是否满足新的设计要求。由于mbd模型中的技术信息数量大、空间布局复杂，依靠人工的方式对其他技术信息进行确认耗时、费力且容易出错，因此需要依靠一种计算机辅助方法帮助设计人员查找可能需要进行变更的技术信息，以保持mbd模型信息的一致性。mbd模型中具有多种信息类型、信息量大，并且信息间的关系复杂，而图是一种可以表示复杂对象的数据结构，因此可以采用图对mbd模型进行表达，并采用图论的方法解决mbd模型信息的同步变更问题。

技术实现要素：

(一)本发明的目的

本发明针对mbd模型设计更改时模型信息无法同步变更的问题，采用权图表达mbd模型中几何信息与技术信息及其之间的关系，以初始设计变更元素为输入查找可能需要变更的技术信息，并将这些信息提供给设计人员进行设计变更确认，以提高设计变更的效率和质量。

(二)技术方案

本发明一种mbd模型信息同步变更方法，其步骤如下：

步骤一：mbd模型的权图化表示；将mbd模型中的几何信息与技术信息表示为权图中的节点，不同类型信息间的关系表述为节点间的权值，则mbd模型表达为权图；

步骤二：获取初始设计变更元素；在三维环境中选取进行设计更改的元素，获取元素在模型中的唯一标识符；

步骤三：获取设计变更关联元素；采用图论的方法以初始设计变更元素为起点，获取mbd模型中可能需要进行设计变更的关联元素；

步骤四：设计人员决策关联元素中的同步变更元素；将获取的设计变更关联元素推送给设计人员，由设计人员确定关联元素中的哪些元素属于同步变更元素，并对其进行更改以满足设计变更后的需求；

通过以上步骤，本发明解决了设计变更过程中，mbd模型的信息同步变更过程繁琐、费时费事的问题，提升了mbd模型设计变更过程的效率。

其中，在步骤一中所述的“权图”，是指图中边和节点带有一个称为“权”的数字，用来代表边和节点的类型；

其中，在步骤一中所述的“mbd模型的权图化表示”，其具体作法如下：

对mbd模型中的各类信息以及信息间的关系进行分析、分类，定义不同的权值表示不同的类型，将mbd模型表达为权图；

其中，在步骤二中所述的“初始设计变更元素”，是指mbd模型进行设计变更时，需要设计人员直接改变的元素，包括尺寸、尺寸公差等几何信息元素和几何公差、粗糙度等技术信息元素；

其中，在步骤二中所述的“获取初始设计变更元素”，其具体作法如下：

由设计人员在三维设计环境中，通过与软件工具交互的方式从模型上手动选择初始设计变更元素；

其中，在步骤三中所述的“设计变更关联元素”，是指与初始设计变更元素具有物理连接关系的其他mbd模型技术信息；

其中，在步骤三中所述的“图论的方法”，是指图论中的节点遍历、查找等方法；

其中，在步骤三中所述的“获取设计变更关联元素”，其具体作法如下：

以初始设计变更元素为起点，通过对全图中的节点进行遍历、查找，找到设计变更关联元素；

其中，在步骤四中所述的“同步变更元素”，是指由初始设计变更元素改变导致的其他需要进行变更的mbd模型技术信息；

其中，在步骤四中所述的“设计人员决策关联元素中的同步变更元素”，其具体作法如下：

设计人员对设计变更关联元素表中的元素进行斟酌，依据设计经验和相关文档确定同步变更元素并对其进行设计更改；

(三)本发明的优点及功效

本发明为工程设计人员提供一种高效的mbd模型信息一致性维护方法，辅助设计人员进行mbd模型设计变更，提升了mbd模型设计变更过程效率，并提升了设计变更后mbd模型的准确性。

附图说明

图1mbd模型的权图化表示。

图2获取设计变更关联元素。

图3本发明所述方法流程图。

图中标号、代号说明如下：

f1～f11表示面，l1～l14表示线，d1～d3表示尺寸元素，dt1～dt3表示尺寸公差，gt1表示几何公差，t1表示基准

具体实施方式

本发明一种mbd模型信息同步变更方法，见图3所示；其具体实施步骤如下：

步骤一、mbd模型的权图化表示

mbd模型的权图化表达如图1所示，其关键是定义mbd模型中多种类型节点和节点间的关系。权图可表示为公式(1)所示的二元组；

g＝(v,e)(1)

其中：v表示权图中的节点，是一个二维数组,即v[n][2]＝[vt,vc]；

e表示权图中的边，是一个一维向量，即e＝(et)；

vt表示节点的类型；

vc表示节点的内容；

et表示边的类型。

表1权图中的节点定义

表2权图中的节点间权值定义

步骤二、获取初始设计变更元素

设计更改过程中mbd模型中的几何信息与技术信息同步变更存在三种类型：几何信息间的同步变更、几何信息与技术信息间的同步变更以及技术信息间的同步变更。同步变更问题具有以下特点：1)在设计变更过程中，三种同步变更问题并不是孤立存在的，其中一种同步变更问题的发生通常导致另外两种情况的发生；2)初始设计变更的起点可能是几何信息或技术信息，且都会将这种作用和影响逐步传递到其他几何信息和技术信息。当前cad系统已经解决了几何信息间的同步变更问题，因此本专利主要解决针对几何信息与技术信息、技术信息间两类同步变更问题。

设计人员可在三维建模环境下直接选择初始变更元素，通过三维建模系统提供的应用程序接口获得所选择的初始变更元素标识符。

步骤三、获取设计变更关联元素

采用权图表达mbd模型之后，mbd模型中几何信息与技术信息同步变更的问题则转化为对权图的处理问题。获取设计变更关联元素的流程如图2所示，其核心思想是以初始设计变更元素为起点，首先确认设计变更所影响的面，即设计变更传播面；然后再以设计变更传播面为起点获得相关联的技术信息作为设计变更关联元素推送给设计人员。方法的主要流程如下；

输入.初始设计变更元素标识符；

输出.设计变更关联元素表；

step1.识别初始设计变更元素：读入初始变更元素标识符，遍历权图查找初始设计变更元素节点vⁱ；

step2.判别初始变更元素类型：获取初始变更元素节点vⁱ的元素类型vtⁱ，

若则变更元素节点为尺寸，转至step4；若

则变更元素节点为技术信息，转至step3.

step3.获取相关联的几何信息元素：遍历初始变更节点vⁱ相邻节点中边的权值

的节点，获得与vⁱ相关联的几何信息元素v^ij(相关联的几何信息元素可能有一个也可能有多个)；

step4.获取变更传播面集。对于每一个v^ij判断其类型,并执行以下步骤：1)若判断队列v0中(尺寸)，则遍历与v^ij相邻节点中边的权值et＝04的节点(线/面)，将获得的节点加入判断队列,得到判断队列v1；；2)若判断队列v1中则遍历与v^ij相邻节点中边的权值的节点(轮廓面/中心面)，将获得的节点加入判断队列，得到判断队列v2；3)获取判断队列v2中，(面)的节点即为设计变更传播面，得到变更传播面集vface；

step5.获取变更传播尺寸集与变更传播初始技术信息集:对于每一个遍历其相邻节点中边的权值et＝04的节点(尺寸)及的节点(技术信息)，分别获得变更传播尺寸集vdim及变更传播初始技术信息集

step6.获取变更传播终止技术信息集：对于变更传播尺寸集vdim中的每一个节点，查找其相邻节点中边的权值et＝05的节点(尺寸公差)，将获得的节点加入到变更传播初始技术信息集得到变更传播终止技术信息集即为设计变更关联元素集；

step7.生成mbd模型设计变更关联元素表：以表格的形式输出变更传播终止技术信息集即为设计变更关联元素表，供设计人员进行决策。

步骤四、设计人员决策关联元素中的同步变更元素

设计变更关联元素表中指出了需要设计人员进行确认的待变更技术信息，设计人员可依据实际设计需求决定是否需要对设计决策表中的技术信息进行更改以维护技术信息与几何信息的一致性，最终实现设计变更时几何信息与技术信息的同步变更。